Blockchain技术具备分布式账本、不可篡改等特性，链上数据结构在其中起到了关键作用 ，这种特殊的存储方式就如同Blockchain世界的DNA ，它决定了整个系统的运作逻辑 ，今天我们要深入探讨这个支撑着Bitcoin、Ethereum等众多Blockchain项目的技术核心 。
链式结构的本质
Blockchain显著优势基础的数据结构是链，链由区块通过哈希值串联而成，每个区块都包含前一个区块的哈希值，这就像一串用数字密码串起来的珍珠项链，这种设计能让篡改任何一个区块的数据，导致后续所有区块失效，从而确保了数据的完整性。
在Bitcoin网络当中，平均每10分钟就会产生一个新的区块，到2023年6月的时候，BitcoinBlockchain已经包含超过80万个区块，由此形成了一个庞大并且回撤控制固的数据链条，这种链式结构不仅简单高效，还为后续各类创新奠定了基础。
默克尔树的魔力
默克尔树是链式结构之外的另一种关键链上数据结构，它会对大量交易数据做哈希处理，之后层层聚合，显著优势终形成树状结构，Ethereum的每个区块都包含三棵默克尔树，这三棵树分别记录交易、收据和状态数据。
这种结构带来了效率的大幅提升，若要验证某笔交易是否真实存在，不用下载整个区块的所有交易，沿着默克尔树的路径验证几个关键哈希值即可，根据Ethereum基金会的数据，这种设计能将验证时间缩短超90% 。
UTXO与账户模型
Bitcoin采用了一种数据模型，Ethereum采用的是另一种不同的数据模型。Bitcoin使用UTXO（未花费交易输出）模型，这种模型就像一个现金账本，它会记录每笔钱的去向。Ethereum采用账户模型，该模型更像是传统银行的账户系统。
这两种模型都有各自的优点和缺点，UTXO模型的隐私性更好，但是编程灵活性较差，账户模型便于链上协议开发，不过可能会出现状态爆炸的情况，Polygon的研究显示，截至2023年，大约65%的公链项目选择了账户模型，这表明了它在开发者中的受欢迎程度。
状态爆炸的挑战
Blockchain发展得很快，状态数据增长速度迅猛，由此带来了存储压力，Ethereum全节点现在需要存储超过1TB的数据，这给普通用户设置了门槛，Arbitrum等Layer2解决方案通过优化状态存储方式，成功将存储需求降低了80% 。
Solana采用了一种不同的创新方案，也就是历史证明（PoH），它依靠可验证的时间戳来组织数据，这种设计能使它的TPS达到数千级别，然而也引发了对中心化的担忧，数据显示，Solana验证节点的硬件成本比Ethereum高出10倍以上。
数据结构的新进化
新一代Blockchain在探索更先进的数据结构，Filecoin运用IPLD（星际链接数据）来组织存储证明，Dfinity创新性地引入了“Blockchain计算机”的概念，这些创新都试图突破传统Blockchain的性能瓶颈。
显著优势近十分热门的零知识证明技术改变了数据结构，zkSync利用递归证明将数千笔交易压缩成一个小证明，这使得链上存储需求降低了百分之九十九，这种技术进步正在重塑我们对Blockchain可扩展性的认知。
未来的无限可能
Blockchain技术起初是简单的链式结构，现在已演变成各种复杂的混合数据结构，并且正在快速演进，专家预测，未来5年将会出现更多创新的数据组织方式，这些方式有可能彻底改变现有Blockchain的架构。
那么问题就来了，在你眼中，哪种链上数据结构显著优势有发展潜力？是那种保持简单回撤控制定的类似Bitcoin的链结构，还是追求高性能的新兴方案？期待在评论区看到你深刻独到的见解！
